Svaki električni krug sastoji se od pojedinačnih elemenata. Svaki od njih karakteriziraju određene trenutne vrijednosti pri kojima ovaj element radi. Povećanje struje iznad ovih vrijednosti može uzrokovati oštećenje elementa. To se događa zbog neprihvatljivo visoke temperature ili zbog prilično brze promjene strukture ovog elementa zbog utjecaja struje. U takvim situacijama osigurači različitih izvedbi pomažu u izbjegavanju oštećenja elemenata električni krugovi.

Njihova klasifikacija se temelji na načinu na koji ovi osigurači prekidaju električni krug, pa stoga možemo navesti one koji se najčešće koriste kao sljedeće vrste osigurača:

• topljiv,
• elektromehanički,
• elektronička,
• samoizlječenje.

Metoda prekida električnog kruga pokriva cijeli niz procesa koji se događaju u osiguraču kada se aktivira.

• Osigurači prekidaju električni krug kao rezultat topljenja uloška osigurača.
• Elektromehanički osigurači sadrže kontakte koji se isključuju deformabilnim bimetalnim elementom.
• Elektronički osigurači sadrže elektronički ključ, kojim upravlja poseban elektronički sklop.
• Samoresetirajući osigurači izrađeni su od posebnih materijala. Njihova svojstva se mijenjaju kada struja teče, ali se vraćaju nakon što se struja u električnom krugu smanji ili nestane. Sukladno tome, otpor se prvo povećava, a zatim ponovno smanjuje.

Topljiv

Najjeftiniji i najpouzdaniji su osigurači. Osigurač, koji se topi ili čak isparava nakon povećanja struje iznad zadane vrijednosti, zajamčeno stvara prekid u električnom krugu. Učinkovitost ove metode zaštite određena je uglavnom brzinom uništenja uloška osigurača. U tu svrhu izrađuje se od posebnih metala i legura. To su uglavnom metali poput cinka, bakra, željeza i olova. Budući da je umetak osigurača u biti vodič, ponaša se kao vodič, što je karakterizirano dolje prikazanim grafikonima.

Stoga za pravilan rad osigurača, toplina koja se stvara u ulošku osigurača pri nazivnoj struji opterećenja ne bi smjela dovesti do njegovog pregrijavanja i uništenja. Rasipa se u okolinu kroz elemente tijela osigurača, zagrijavajući umetak, ali bez destruktivnih posljedica za njega.

Ali ako se struja poveća, ravnoteža topline će se poremetiti i temperatura umetka će početi rasti.

U tom će slučaju doći do lavinskog porasta temperature zbog povećanja aktivnog otpora uloška osigurača. Ovisno o brzini porasta temperature, umetak se topi ili isparava. Isparavanje je olakšano voltaičnim lukom, koji se može pojaviti u osiguraču pri značajnim vrijednostima napona i struje. Luk privremeno zamjenjuje uništeni uložak osigurača, održavajući struju u električnom krugu. Stoga, njegovo postojanje također određuje vremenske karakteristike odvajanja uloška osigurača.

• Vremensko-strujna karakteristika glavni je parametar uloška osigurača, kojim se odabire za određeni električni krug.

U hitnom načinu rada važno je prekinuti električni krug što je prije moguće. U tu svrhu koriste se posebne metode za osigurače, kao što su:

• lokalno smanjenje njegovog promjera;
• "metalurški učinak".

U načelu, to su slične metode koje omogućuju, na ovaj ili onaj način, izazvati lokalno brže zagrijavanje umetka. Promjenjivi presjek s manjim promjerom zagrijava se brže nego s većim poprečnim presjekom. Kako bi se dodatno ubrzalo uništavanje uloška osigurača, on je sastavljen od paketa identičnih vodiča. Čim jedan od tih vodiča pregori, ukupni presjek će se smanjiti i sljedeći vodič će izgorjeti, i tako sve dok cijeli paket vodiča ne bude potpuno uništen.

Metalurški učinak koristi se u tankim umetcima. Temelji se na dobivanju lokalne taline veće otpornosti i otapanju osnovnog materijala niskootpornog umetka u njoj. Zbog toga se povećava lokalni otpor i umetak se brže topi. Talina se dobiva iz kapljica kositra ili olova, koje se nanose na bakrenu jezgru. Takve se metode koriste za osigurače male snage za struje do nekoliko jedinica ampera. Uglavnom se koriste za razne kućanske električne aparate i uređaje.

Oblik, dimenzije i materijal kućišta mogu se razlikovati ovisno o modelu osigurača. Staklena kutija je prikladna jer vam omogućuje da vidite stanje topljivog umetka. Ali keramičko kućište je jeftinije i jače. Pod, ispod određene zadatke drugi dizajni su prilagođeni. Neki od njih prikazani su na slici ispod.

Konvencionalni električni utikači temelje se na cjevastim keramičkim tijelima. Sam utikač je tijelo koje je posebno napravljeno da odgovara ulošku za praktičnu upotrebu osigurača. Neke izvedbe utikača i keramičkih osigurača opremljene su mehaničkim indikatorom statusa uloška osigurača. Kada izgori, aktivira se uređaj tipa semafora.

Kada struja poraste iznad 5 - 10 A, postaje potrebno ugasiti naponski luk unutar tijela osigurača. Da biste to učinili, unutarnji prostor oko topljivog umetka ispunjen je kvarcnim pijeskom. Luk brzo zagrijava pijesak do oslobađanja plinova koji sprječavaju daljnji razvoj voltaičnog luka.

Unatoč određenim neugodnostima uzrokovanim potrebom nabavke osigurača za zamjenu, kao i sporim i nedovoljno preciznim radom nekih električnih krugova, ova vrsta osigurača je najpouzdanija od svih. Što je veća brzina povećanja struje kroz njega, to je veća pouzdanost rada.

Elektromehanički

Osigurači elektromehaničke izvedbe bitno se razlikuju od osigurača. Imaju mehaničke kontakte i mehaničke elemente za upravljanje njima. Budući da se pouzdanost svakog uređaja smanjuje kako postaje složeniji, za ove osigurače, barem teoretski, postoji mogućnost takvog kvara u kojem se neće isključiti podešena struja okidanja. Ponovni rad je značajna prednost ovih uređaja u odnosu na osigurače. Nedostaci se mogu identificirati kao:

• pojava luka kada je isključen i postupno uništavanje kontakata zbog njegovog utjecaja. Moguće je da se kontakti međusobno zavare.
• Mehanički kontaktni pogon, koji je skup za potpunu automatizaciju. Iz tog razloga, ponovno uključivanje mora se izvršiti ručno;
• nedovoljno brza reakcija, koja ne može osigurati sigurnost nekih “kvarljivih” potrošača električne energije.

Elektromehanički osigurač često se naziva "prekidač strujnog kruga" i povezan je s električnim krugom ili bazom ili žičanim stezaljkama bez izolacije.

Elektronička

U ovim uređajima mehanika je potpuno zamijenjena elektronikom. Imaju samo jedan nedostatak sa svojim nekoliko manifestacija:

• fizikalna svojstva poluvodiča.

Ovaj nedostatak se očituje:

• u nepovratnom unutarnjem oštećenju elektroničkog ključa od nenormalnih fizičkih utjecaja (prekomjerni napon, struja, temperatura, zračenje);
• lažni rad ili slom upravljačkog kruga elektroničkog ključa zbog abnormalnih fizičkih utjecaja (pretjerana temperatura, zračenje, elektromagnetsko zračenje).

Samoizlječenje

Šipka je izrađena od posebnog polimernog materijala i opremljena elektrodama za spajanje na električni krug. Ovo je dizajn ove vrste osigurača. Otpornost materijala u određenom temperaturnom rasponu je mala, ali naglo raste počevši od određene temperature. Kako se hladi, otpor se ponovno smanjuje. Mane:

• ovisnost otpora o temperaturi okoline;
• dugi oporavak nakon okidanja;
• kvar zbog prenapona i kvara iz tog razloga.

Odabir pravog osigurača omogućuje značajne uštede. Skupa oprema, pravovremeno isključena osiguračem u slučaju nesreće u električnom krugu, ostaje operativna.

Osigurač je električni sklopni uređaj namijenjen za odvajanje zaštićenog strujnog kruga uništavanjem dijelova pod naponom posebno dizajniranih za tu svrhu pod utjecajem struje koja prelazi određenu vrijednost.

U osiguračima, strujni krug je isključen zbog taljenja uloška osigurača, koji se zagrijava strujom zaštićenog kruga koja teče kroz njega. Nakon odspajanja strujnog kruga, potrebno je zamijeniti osigurač ispravnim.

Osigurač se serijski spaja na štićeni strujni krug, a za stvaranje vidljivog prekida električnog strujnog kruga i sigurnog održavanja uz osigurače se koriste neautomatski prekidači ili prekidači.

Osigurači se proizvode za napon naizmjenična struja 42, 220, 380, 660 V i istosmjerna struja 24, 110, 220, 440 V.

Glavni elementi osigurača su tijelo, umetak osigurača (element osigurača), kontaktni dio, uređaj za gašenje luka i medij za gašenje luka.

Osigurače karakterizira nazivna struja uloška osigurača, odnosno struja za koju je uložak osigurača predviđen za dugotrajni rad. Zamjenjivi topljivi elementi za različite nazivne struje mogu se umetnuti u isto tijelo osigurača, pa se sam osigurač odlikuje nazivnom strujom

osigurač (baza), koji je jednak najvećoj nazivnoj struji topljivih uložaka predviđenih za ovu izvedbu osigurača. Na primjer, osigurači serije PN2 i PR2 imaju zamjenjive osigurače. Dakle, osigurač serije PN2-100 ima kućište dizajnirano za struju do 100 A i zamjenjive osigurače za struje od 30, 40, 50, 60, 80, 100 A.

Osigurači do 1 kV proizvode se za nazivne struje do 1000 A.

U normalnom načinu rada, toplina koju stvara struja opterećenja u ulošku osigurača prenosi se u okolinu, a temperatura svih dijelova osigurača ne prelazi dopuštenu granicu. Kod preopterećenja ili kratkog spoja temperatura umetka se povećava i on se topi. Što je veća struja, to je kraće vrijeme topljenja. Ovisnost vremena taljenja uloška osigurača o trenutnoj vrijednosti (višestrukost radne struje u odnosu na nazivnu struju uloška osigurača) naziva se zaštitnom (vremensko-strujnom) karakteristikom osigurača (sl. 3.1 .). Pri istoj struji, vrijeme taljenja uloška osigurača ovisi o mnogim razlozima (materijal umetka, stanje njegove površine, uvjeti hlađenja itd.). Kako bi se smanjilo vrijeme odziva osigurača, koriste se osigurači različitih materijala, poseban oblik, a također koristi metalurški učinak.

Najčešći materijali za umetke osigurača su bakar, cink, aluminij, olovo i srebro.

Bakreni umeci su podložni oksidaciji, njihov presjek se s vremenom smanjuje i zaštitna svojstva osigurača se mijenjaju. Za smanjenje oksidacije obično se koriste umetci od pokositrenog bakra. Talište bakra je 1080 ° C, stoga se pri strujama blizu minimalne struje taljenja temperatura svih elemenata osigurača značajno povećava.

Cink i olovo imaju niska tališta (419 °C i 327 °C), što osigurava lagano zagrijavanje osigurača u kontinuiranom radu.

Cink je otporan na koroziju, tako da se poprečni presjek osigurača ne mijenja tijekom rada, zaštitna karakteristika ostaje konstantna. Cink i olovo imaju velike otpore, pa ulošci osigurača imaju veliki poprečni presjek. Takvi se ulošci osigurača obično koriste u osiguračima bez punila. Osigurači s cinkovim i olovnim umetcima imaju dugo kašnjenje tijekom preopterećenja.

Riža. 3.1. Vremensko-strujna svojstva osigurača

Srebrni umetci ne oksidiraju, a njihova su svojstva najstabilnija.

Aluminijski umetci koriste se u osiguračima zbog nedostatka obojenih metala. Visoka otpornost oksidnih filmova na aluminiju otežava izradu pouzdanih odvojivih kontakata. Aluminijski umetci koriste se u novim izvedbama osigurača serije PP31.

Kod velikih struja osigurači se izrađuju od paralelnih žica ili tankih bakrenih traka.

Glavna karakteristika osigurača je vremensko-strujna karakteristika, koja je ovisnost vremena taljenja umetka o struji koja teče. Za savršenu zaštitu poželjno je da vremensko-strujna karakteristika osigurača (krivulja 1 na sl. 1.1) u svim točkama bila je malo ispod karakteristika zaštićenog kruga ili objekta (krivulja 2 na sl. 3.1). Međutim, stvarne karakteristike osigurača (krivulja 3) prelazi krivulju 2. Objasnimo ovo. Ako karakteristika osigurača odgovara krivulji 1, tada će izgorjeti zbog starenja ili prilikom pokretanja motora. Krug će se isključiti u nedostatku neprihvatljivih preopterećenja. Stoga se struja taljenja umetka odabire većom od nazivne struje opterećenja. Istodobno, krivulje 2 I 3 presijecati. U području velikih preopterećenja (područje B) Osigurač štiti objekt. U području A Osigurač ne štiti objekt.

Pri malim preopterećenjima (l.5–2) ja H 0 M grijanje osigurača je sporo. Većina topline se gubi u okoliš. Složeni uvjeti prijenosa topline otežavaju izračunavanje spoja osigurača.

Struja pri kojoj uložak osigurača izgara kad postigne stabilnu temperaturu naziva se granična struja ja POGR.

Za ubrzanje taljenja umetaka od bakra i srebra koristi se metalurški učinak - pojava otapanja vatrostalnih metala u rastaljene, manje vatrostalne metale. Ako se, na primjer, kuglica legure kositra i olova s ​​talištem od 182 °C zalemi na bakrenu žicu promjera 0,25 mm, tada će se pri temperaturi žice od 650 °C rastopiti unutar 4 minute, a na 350 °C - unutar 40 minuta. Ista se žica bez otapala topi na temperaturi od najmanje 1000 ° C. Za stvaranje metalurškog učinka na bakrenim i srebrnim umetcima koristi se čisti kositar koji ima stabilnija svojstva. U normalnom radu kuglica praktički nema utjecaja na temperaturu umetka.

Slika 3.2.Osigurač PR2 serija: A - uložak; b - oblici uloška osigurača

Ubrzanje taljenja umetka također se postiže upotrebom posebno oblikovanog umetka osigurača (sl. 3.2, b). Sa strujama kratkog spoja, uska područja se zagrijavaju tako brzo da gotovo ne dolazi do odvođenja topline. Umetak izgara istovremeno na nekoliko suženih mjesta (odjeljak A - A i B - B, sl. 3.2, b) prije nego što struja kratkog spoja postigne svoju stacionarnu vrijednost u istosmjernom strujnom krugu ili udarnu struju u izmjeničnom strujnom krugu (sl. 3.3).

Riža. 3.3. Strujnoograničavajući učinak topljivih uložaka

osigurači: A - pri konstantnoj struji;

b - kod izmjenične struje

Struja kratkog spoja ograničena je na vrijednost i limit (2-5 puta). Taj se fenomen naziva djelovanjem ograničenja struje i poboljšava uvjete gašenja luka u osiguračima.

Gašenje električnog luka koji nastaje nakon što je pregorio uložak osigurača mora se provesti što je brže moguće. Vrijeme gašenja luka ovisi o izvedbi osigurača.

Najveća struja koju osigurač može prekinuti bez uzrokovanja štete ili deformacije naziva se graničnom prekidnom strujom.

Osigurači se široko koriste za zaštitu elektromotora, električne opreme, električnih mreža u industrijskim i kućanskim električnim instalacijama i imaju različite izvedbe.

Osigurači, uz jednostavnost dizajna i nisku cijenu, imaju niz značajnih nedostataka:

Ne mogu zaštititi liniju od preopterećenja jer dopuštaju
dugotrajno preopterećenje do topljenja;

Oni ne pružaju uvijek selektivnu zaštitu na mreži koja slijedi
širenje njihovih karakteristika;

U slučaju kratkog spoja u trofaznoj mreži,
pregori jedan od tri osigurača i linija ostaje raditi
na dvije faze.

U tom slučaju trofazni elektromotori spojeni na mrežu uključuju dvije faze, a to dovodi do pregrijavanja namota elektromotora i njihovog kvara.

Osigurači sa zatvorenim sklopivim kućištima (ulošcima) bez punila serije PR2 (Sl. 3.2) proizvode se za napone od 220 i 500 V i nazivne struje od 100-1000 A. Držač osigurača PR2 (Sl. 3.2, A) za struje od 100 A i više sastoji se od vlaknaste cijevi s debelim stijenkama 1, na koju su čvrsto pričvršćene mjedene čahure 3, imajući fine niti. Na cijevi su pričvršćeni mesingani čepovi 4, koji učvršćuju uložak osigurača 2, pričvršćen na noževe 6, prije ugradnje u uložak. Osigurači ove serije opremljeni su podloškom 5, koja ima utor za nož i sprječava rotaciju noževa.

Uložak se umeće u fiksne kontaktne stupove postavljene na izolacijsku ploču. Potreban kontaktni pritisak osiguravaju opruge.

Ulošci osigurača izrađeni su od cinka u obliku ploče s izrezima. Uska područja stvaraju više topline nego široka područja. Pri nazivnoj struji višak topline zbog toplinske vodljivosti cinka prelazi na široke dijelove, pa cijeli umetak ima približno istu temperaturu. Tijekom preopterećenja, zagrijavanje uskih dijelova događa se brže, a umetak se topi na najtoplijem mjestu (odjeljak A - A, sl. 3.2, b).

Tijekom kratkog spoja, umetak se topi u uskim dijelovima A - A i B - B. Nastali luk uzrokuje stvaranje plinova (50% CO 2, 40% H 2, 10% H 2 O para), budući da stijenke uložak je izrađen od materijala koji stvara plin - vlakana. Tlak, ovisno o struji koja se isključuje, može doseći 10 MPa ili više, što osigurava brzo gašenje luka i učinak ograničavanja struje osigurača. Da bi se smanjio prenapon koji nastaje pri isključenju struje kratkog spoja, uložak osigurača ima nekoliko suženih mjesta. Kada se tope jedan po jedan, puna duljina lučnog razmaka uvodi se u krug ne odmah, već u koracima.

Skupni osigurači serije PN2 (slika 3.4) naširoko se koriste za zaštitu strujnih krugova do 500 V AC i 440 V DC i dostupni su za nazivne struje od 100-1000 A.

1 2

Riža. 3.4. Serija osigurača PN2

Porculan, četvrtasti izvana i okrugli iznutra, tuba 1 ima četiri rupe s navojem za vijke za pričvršćivanje poklopca 4 sa brtvom za brtvljenje 5. Uložak osigurača 2 zavaren električnim kontaktnim točkastim zavarivanjem na kontaktne oštrice podloške 3. Čepovi s azbestnim brtvama hermetički zatvaraju cijev. Cijev je ispunjena suhim kvarcnim pijeskom 6. Uložak osigurača izrađen je od jedne ili više bakrenih traka debljine 0,15-0,35 mm i širine do 4 mm. Na umetku su napravljeni utori 7, koji smanjuju presjek umetka za 2 puta. Za smanjenje tališta umetka koristi se metalurški učinak - kositrene kuglice lemljene su na bakrene trake 8, temperatura taljenja u ovom slučaju ne prelazi 475 ° C, luk se javlja u nekoliko paralelnih kanala (u skladu s brojem umetaka); to osigurava najmanju količinu metalne pare u kanalu između zrna kvarca i najbolje uvjete za gašenje luka u uskom procjepu. Bulk

osigurači, kao i osigurači serije PR2, imaju svojstvo ograničenja struje.

Da bi se smanjili nastali prenaponi, uložak osigurača ima utore duž svoje duljine, a njihov broj ovisi o nazivnom naponu osigurača (na temelju 100-150 V po području između utora). Budući da umetak izgara na uskim mjestima, ispada da je dugi luk podijeljen na nekoliko kratkih lukova, čiji ukupni napon ne prelazi zbroj padova napona katode i anode.

Punilo u osiguračima serije PN je čisti kvarcni pijesak (99% SiO2). Umjesto kvarca može se koristiti kreda (CaCO3), ponekad se miješa s azbestnim vlaknima. Kada se pojavi električni luk, kreda se raspada uz oslobađanje ugljičnog dioksida CO 2 i CaO, vatrostalnog materijala. Reakcija se događa uz apsorpciju energije, što pomaže u gašenju luka.

Maksimalna preklopna struja osigurača serije PN2 doseže 50 kA.

Rasuti osigurači serije NPN imaju stakleni uložak koji se ne može ukloniti bez kontaktnih noževa i dizajnirani su za struje do 60 A.

Umjesto PN2 osigurača razvijeni su osigurači serije PP-31 s aluminijskim umetcima za nazivne struje od 63-1000 A i maksimalnu struju isključivanja do 100 kA pri naponu od 660 V.

Osigurači serije PP-17 proizvode se za struje od 500-1000 A, izmjenični napon 380 V i DC 220 V. Maksimalna prekidna moć osigurača PP-17 je 100-120 kA. Osigurač se sastoji od elementa osigurača smještenog u keramičkom kućištu ispunjenom kvarcnim pijeskom, indikatora okidanja i slobodnog kontakta. Kada se element osigurača otopi, topljivi element pokazivača rada izgara, oslobađajući udarač uveden tijekom montaže indikatora, koji prebacuje slobodni kontakt, a signalni krug rada osigurača se zatvara.

Za stražu poluvodički uređaji Razvijeni su osigurači velike brzine serije PP-41, PP-57, PP-59, PP-71. Ovi osigurači izrađeni su s ulošcima osigurača od srebrne folije u zatvorenim ulošcima punjenim kvarcnim pijeskom. Namijenjeni su za ugradnju u krugove izmjenične struje s naponom

380-1250 V i DC 230-1050 V. Elektroindustrija proizvodi osigurače za nazivne struje od 100-2000 A, maksimalne struje isključivanja do 200 kA. Ovi osigurači imaju učinkovit učinak ograničavanja struje.

Utični osigurači serije PRS naširoko se koriste u upravljačkim krugovima alatnih strojeva, mehanizama, strojeva, kao iu sustavima napajanja stambenih i javnih zgrada. Nazivna struja kućišta 6; 25; 63; 100 A.

ELEKTROSPET

ELEKTROSPET

Materijal osigurača

Ulošci osigurača izrađuju se od bakra, cinka, olova ili srebra. Glavni tehnički podaci ovih materijala u smislu njihove primjenjivosti za topljive uloške dati su u tablici. 1.

Stol 1.

U današnjim najnaprednijim osiguračima prednost se daje bakrenim umetcima s kositrenim otapalom. Umetci od cinka također se široko koriste. Najprikladniji, jednostavniji i jeftiniji su bakreni umetci osigurača. Poboljšanje njihovih karakteristika postiže se spajanjem limene kuglice na određeno mjesto, otprilike u sredini umetka. Takvi se umeci koriste, na primjer, u spomenutoj seriji skupnih osigurača PN2. Kositar se tali na temperaturi od 232° C, znatno nižoj od tališta bakra, i otapa bakar umetka na mjestu dodira s njim. Luk koji se u ovom slučaju pojavljuje već topi cijeli umetak i gasi se. Strujni krug se isključuje.
Dakle, spajanje limene kuglice dovodi do sljedećeg.
Prvo, bakreni umetci počinju reagirati s vremenskim odgodom na tako mala preopterećenja, na koja uopće ne bi reagirali u odsutnosti otapala. Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm s otapalom rastopljena je na temperaturi od 280 ° C u 120 minuta.
Drugo, pri istoj dovoljno visokoj temperaturi (tj. pod istim opterećenjem) umetci s otapalom reagiraju mnogo brže nego umetci bez otapala. Na primjer, bakrena žica promjera 0,25 mm bez otapala na prosječnoj temperaturi od 1000 °C rastali se za 120 minuta, a ista se žica, ali s otapalom na prosječnoj temperaturi od samo 650 °C, rastali za samo 4 minute.
Korištenje kositrenog otapala omogućuje pouzdane i jeftine bakrene umetke koji rade na relativno niskim radnim temperaturama, imaju relativno mali volumen i težinu metala (što pogoduje sklopnoj sposobnosti osigurača) i u isto vrijeme imaju veća brzina pri velikim preopterećenjima i reagiraju s vremenskim odgodom na relativno mala preopterećenja. Omjer Ip og:Iv za takve umetke je relativno mali (ne veći od 1,45), što olakšava izbor vodiča zaštićenih takvim umetcima osigurača od preopterećenja.
Cink se često koristi za izradu topljivih uložaka. Konkretno, takvi se umeci koriste u spomenutoj seriji PR2 osigurača. Umetci od cinka su otporniji na koroziju. Stoga bi, unatoč relativno niskom talištu, za njih, općenito govoreći, bilo moguće omogućiti istu maksimalnu radnu temperaturu kao i za (bakar 250 °C) i projektirati umetke s manjim presjekom. Međutim, električni otpor cinka je otprilike 3,4 puta veći od otpora bakra. Da bi se održala ista temperatura, potrebno je smanjiti gubitke energije u njemu, sukladno tome povećavajući njegov presjek. Umetak se pokazao mnogo masivnijim. To, pod jednakim uvjetima, dovodi do smanjenja uklopne sposobnosti osigurača. Osim toga, s masivnim umetkom s temperaturom od 250°C ne bi bilo moguće održati temperaturu uloška i kontakata na prihvatljivoj razini u istim dimenzijama. Zbog svega toga potrebno je smanjiti maksimalnu temperaturu cinčanih umetaka na 200°C, a time i dodatno povećati presjek umetka. Zbog toga osigurači s cinčanim umetcima istih dimenzija imaju znatno manju otpornost na struje kratkog spoja od osigurača s bakrenim umetcima i kositrenim otapalima.
Kada postoji velika potreba, brojna poduzeća proizvode osigurače u vlastitim radionicama za popravak elektrotehnike. Istodobno, materijali od kojih su izrađeni elementi uloška osigurača moraju biti pažljivo kalibrirani i najmanje 10% gotovih uložaka osigurača mora biti selektivno ispitano na minimalne i maksimalne struje.
Uzima se minimalna struja pri kojoj uložak osigurača ne bi trebao izgorjeti za manje od 1 sata. Obično je ta struja jednaka 1,3-1,5 njegove nazivne struje, tj. Imin = (l,3-1,5)In.
Uzima se najveća struja pri kojoj bi uložak osigurača trebao izgorjeti za manje od 1 sata, obično je (l.6-2.l)In.
Proizvedeni umetci osigurača moraju ispunjavati zahtjeve odgovarajućih GOST-ova u pogledu njihove kvalitete, karakteristika i nazivne struje.
Neprihvatljivo je koristiti domaće umetke, jer u najboljem slučaju štite instalaciju samo od struja kratkog spoja. Za pričvršćivanje cink osigurača potrebno je koristiti čeličnu podlošku povećanog promjera i opružnu podlošku. U nedostatku ovih podloški, cink se postupno istiskuje ispod kontaktnog vijka i slabi kontakt. Ne možete ugraditi bakreni umetak u držač osigurača PR bez kositrenog otapala, od kada visoka temperatura taljenjem bakrenog umetka vlaknasti uložak se brzo uništava.

Pregorjele osigurače treba zamijeniti rezervnim tvornički kalibriranim. Ako ih nema, mogu se privremeno zamijeniti unaprijed pripremljenim žicama predviđenim za određenu struju. Promjeri i materijali žica navedeni su u tablici 2.

Tablica 2.

Uređaj koji se sastoji od topljivog metalnog elementa u obliku tanke ploče ili žice i kućišta s kontaktnim uređajem naziva se osigurač. Dizajniran je za zaštitu električnih krugova od preopterećenja i struja kratkog spoja.

Dugotrajno strujanje normalan je način rada uloška osigurača. Ali kada se opterećenje poveća iznad nazivne vrijednosti ili dođe do kratkog spoja (I mreža > I umetak), metal se zagrijava do temperature taljenja i, otapajući se, prekida strujni krug. Nasuprot tome, osigurač je za jednokratnu upotrebu i kada se aktivira, mora se zamijeniti novim.

Topljivi ulošci izrađeni su, obično od legure olova i bakra, s kositrom, a također i s drugim metalima. Bakreni umeci se pokositre prije ugradnje kako bi se izbjegla oksidacija metala i pogoršanje njegovih vodljivih svojstava. Imaju mali presjek jer imaju mali otpor. Dosta velik broj osigurača opremljen je sredstvima za gašenje luka unutar svog kućišta (na primjer, vlakna ili kvarcni pijesak). Struja za koju je proračunat uložak osigurača naziva se nazivna struja uloška osigurača I uloška, ​​za razliku od nazivnog osigurača I osigurača. , za koje se izračunavaju dijelovi uređaja koji nose struju, te dijelovi za kontakt i gašenje luka.

Vrijeme izgaranja uloška osigurača ovisi o struji koja kroz njega teče, a ovisnost te struje o vremenu izgaranja t=f(I) naziva se zaštitna karakteristika. Dolje je prikazano:

Na slici su prikazane karakteristike dva različita osigurača 1 i 2. Oni imaju različite nazivne struje i, kao što vidimo iz grafikona, pri istoj struji preopterećenja, uređaj 1 će izgorjeti brže od 2. Sukladno tome, što je niža nazivna vrijednost uređaj, brže će izgorjeti. Ovo svojstvo omogućuje selektivnu zaštitu električnih krugova.

Po značajke dizajna Mogu se razlikovati cijevni i utični osigurači.

Cjevasti - napravljeni su zatvoreni s kućištima od materijala koji stvara plin - vlakna; kada temperatura poraste, stvara se visok tlak u cijevi, zbog čega se lanac prekida. Osigurač tipa PR:

Gdje su: 1 – kontakti za zatvaranje, 2 – mjedene kapice, 3 – mjedeni prstenovi, 4 – topljivi umetak, 5 – vlaknasta cijev.

Takav uređaj sastoji se od uloška osigurača 4, koji je zatvoren u vlaknastoj cijevi 5 sklopivog tipa, ojačanoj krajnjim mjedenim prstenovima 2, koji zatvaraju kontakte 1.

Utični osigurači koriste se u pravilu u rasvjetnim instalacijama, za zaštitu kućanskih potrošača (mjerila električne energije), kao i za elektromotore male i srednje snage. Razlikuju se od cjevastih u načinu pričvršćivanja topljivog umetka.

Postoje i samoresetirajući osigurači. Bit njihovog rada je da kada se zagriju, oštro mijenjaju svoj otpor prema gore, što dovodi do prekida u krugu. Čim njihova temperatura padne na radnu temperaturu, otpor se smanjuje i krug se ponovno zatvara. Njihov dizajn temelji se na polimernim materijalima koji imaju kristalnu rešetku u normalnim temperaturnim uvjetima i oštro prelaze u amorfno stanje kada se zagrijavaju.

Takvi osigurači naširoko se koriste u digitalnoj tehnologiji (računala, Mobiteli, automatizirani sustavi upravljanja procesima). Zbog svoje visoke cijene obično se ne koriste u strujnim krugovima. Oni su vrlo prikladni jer ne zahtijevaju zamjenu nakon prekida lanca.

Mnogi električari, kako bi izbjegli često izgaranje osigurača, izrađuju takozvane "bube" - umjesto posebne legure osigurača pričvršćuju običnu žicu malog presjeka. To se ne smije učiniti, jer vrijeme izgaranja legure i obične žice istog poprečnog presjeka može uvelike varirati, što može dovesti do strašnih posljedica. Stoga, ako vam osigurači često iskaču, trebali biste utvrditi razlog njihovog iskakanja, a ne pokušavati ojačati zaštitu ugradnjom "bubica".

Dizajn i rad osigurača također možete pogledati ovdje:

Za kućnu i industrijsku upotrebu električna mreža Uvijek postoji rizik od električnih ozljeda ili oštećenja opreme. Mogu se pojaviti u bilo kojem trenutku kada se pojave kritična stanja. Zaštitni uređaji mogu umanjiti takve posljedice. Njihova uporaba značajno povećava sigurnost korištenja električne energije.

Zaštite električnog kruga rade na temelju:

osigurač;

mehanički prekidač.

Princip rada i izvedba osigurača

Dva briljantna znanstvenika, Joule i Lenz, istodobno su ustanovili zakone međusobnih odnosa između količine struje koja prolazi kroz vodič i oslobađanja topline iz njega, otkrivajući ovisnost o otporu kruga i trajanju vremenskog razdoblja.

Njihova otkrića omogućila su stvaranje najjednostavnijih zaštitnih struktura na temelju toplinskog učinka struje na metalnu žicu. Koristi tanki metalni umetak kroz koji prolazi puna struja kruga.

Pri nazivnim parametrima za prijenos električne energije, ova "žica" pouzdano podnosi toplinsko opterećenje, a ako njezine vrijednosti premašuju normu, izgara, prekida strujni krug i oslobađa napon od potrošača. Za vraćanje funkcionalnosti kruga potrebno je zamijeniti izgorjeli element: uložak osigurača.

Jasno je vidljivo na dizajnu osigurača za kućnu televizijsku i radio opremu sa staklenim, prozirnim kućištima za umetanje.

Posebni metalni jastučići montirani su na njegovim krajevima, stvarajući električni kontakt kada su ugrađeni u utičnice. Ovo je načelo utjelovljeno u električnim utikačima s topljivim spojnicama, koje su desetljećima štitile naše roditelje i starije generacije od oštećenja u električnim ožičenjima.

Automatske strukture razvijene su korištenjem istog oblika, koji su se uvijali u utičnice umjesto utikača. Ali nije ih trebalo zamijeniti kad su se aktivirali komponente. Za ponovno uspostavljanje napajanja jednostavno pritisnite gumb unutar kućišta.

Na taj su način zaštićeni stari električni priključci u stanu. Zatim su se zajedno s osiguračima počeli pojavljivati.

Izbor osigurača temelji se na:

nazivne vrijednosti struje samog osigurača i njegovog umetka;

koeficijenti minimalne/maksimalne višestrukosti ispitne struje;

ograničenje preklopne električne struje i mogućnost prekida transportirane snage;

zaštitne karakteristike uloška osigurača;

nazivni napon osigurača;

usklađenost s načelima selektivnosti.

Osigurači imaju jednostavan dizajn. Naširoko se koriste u električnim instalacijama, uključujući oprema visokog napona do 10 kV npr. u zaštiti mjernih naponskih transformatora.

Princip rada i izvedba prekidača

Svrha mehaničkog sklopnog uređaja koji se naziva prekidač je:

uključivanje, propuštanje, isključivanje struja u normalnom načinu rada kruga;

automatsko uklanjanje napona iz električne instalacije tijekom hitnih stanja, na primjer, metalne struje kratki spojevi. Prekidači rade u višekratnim načinima zaštite od kratkog spoja i preopterećenja. Mogućnost ponovljene uporabe smatra se njihovom glavnom razlikom od osigurača.

Tijekom sovjetske ere, automatski prekidači serije AP-50, AK-50, AK-63 i AO-15 naširoko su korišteni u energetskom sektoru.

U modernom električni dijagrami U upotrebi su poboljšane izvedbe stranih i domaćih proizvođača.

Svi su zatvoreni u dielektričnim kućištima i imaju zajednička izvršna tijela koja osiguravaju:

1. toplinsko okidanje strujnog kruga kada je dopuštena vrijednost struje neznatno prekoračena;

2. elektromagnetsko isključenje tijekom naglih skokova opterećenja;

3. komore za gašenje luka;

4. kontaktni sustavi.

U slučaju zagrijavanja energijom proizvedene topline, radi bimetalna ploča koja se savija pod utjecajem temperature sve dok se ne aktivira mehanizam za otpuštanje. Ova funkcija ovisi o količini oslobođene topline i produljuje se tijekom vremena do određene točke.

Isključivanje djeluje što je brže moguće od rada elektromagnetskog solenoida s pojavom električnog luka. Za njegovo gašenje koriste se posebne mjere.

Pojačani kontakti dizajnirani su da izdrže ponovljene lomove.

Radne razlike između prekidača i osigurača

Zaštitna svojstva obje metode su vremenski ispitana, a svaka metoda zahtijeva analizu specifičnih radnih uvjeta prilikom procjene cijene konstrukcije, uzimajući u obzir trajanje i pouzdanost rada.

Prekidači jednostavniji dizajn, jednom onemogući strujni krug, jeftinije. Oni mogu ručno osloboditi napetost, ali to obično nije baš zgodno. Osim toga, pri malo većim strujama dugotrajno isključuju teret. Ovaj čimbenik može uzrokovati povećanu opasnost od požara.

Svaki osigurač štiti samo jednu fazu mreže.

Prekidači složeniji, skuplji, funkcionalniji. Ali oni su točnije prilagođeni postavkama zaštićenog električnog kruga, odabranim prema projektiranoj radnoj struji, uzimajući u obzir uključene snage.

Kućišta modernih strojeva izrađena od duroplasta imaju povećanu otpornost na toplinske učinke. Ne tope se i otporni su na vatru. Za usporedbu, polistirensko kućište starih prekidača moglo je izdržati temperature ne više od 70 stupnjeva.

Dizajn vam omogućuje odabir modela za istovremeno otvaranje jednog do četiri električna kruga. Ako se osigurači koriste u trofaznom krugu, oni će ukloniti napon iz kruga s različitim vremenskim kašnjenjima, što može postati dodatni razlog za razvoj nesreće.

Osigurači rade na struji, ne uzimajući u obzir njegove karakteristike. Prekidači su odabrani prema opterećenju i klasificirani slovima:

A - električne mreže povećane duljine;

B - osvjetljenje hodnika i prostora;

C - sustavi napajanja i rasvjete s umjerenim startnim strujama;

D—prevladavajuća opterećenja od uključivanja elektromotora s visokim početnim parametrima;

K - indukcijske peći i električne sušilice;